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那么未來可能會有其它的新型化學電源體系取代現有的鋰離子電池體系嗎？其實，二次電池實質上是以帶電荷的離子(H+、Li+、Na+、Al3+、Zn2+等)作為電能儲存載體，離子的荷質比(Q/M)在某種程度上就決定了該電池體系的理論能量密度。在這些離子當中，H+的荷質比最高(1.0)，其次是Li+(0.144),Al3+(0.111),Mg2+(0.083)，Na+(0.0455)。
因此從這個角度而言，化學電源的比能量是有限的，受到體系理論容量和工作電壓的限制而不可能遵循莫爾定律。鋰在已知的金屬中具有最負的標準電極電勢和僅次于氫的理論比容量，使得鋰系電池在所有二次電池體系中理論能量密度最高。因此，非水體系高能二次電池必然是以鋰系電池為主，其它電化學體系(鈉離子、鎂離子電池等)為輔。那么很多讀者關心的問題，鋰系二次電池將會朝什么方向發展？
從電化學的角度而言，現有的鋰離子電池其實只能算是“半個”高能電池，因為它的高比能量主要是建立在負極極低的電極電勢基礎之上，目前使用的過渡金屬氧化物正極材料不管是工作電壓還是比容量都跟水系二次電池的正極材料相差不大。
因此，要想使鋰離子電成為“真正”的高能電池，只有兩條道路：提高電池工作電壓或者提高正負極材料的比容量。因為負極工作電壓已經沒有降低的可能，那么高壓就必須著眼于正極材料。5V鎳錳尖晶石由于容量較低，實際上并不能有效提升電池的能量密度。
如果OLO和高容量硅基負極搭配，能量密度可以達到350Wh/Kg的水平。而更具實際應用價值的高鎳NMC正極與Si/C復合負極材料搭配體系，實際能量密度在300Wh/Kg略高的水平，這個能量密度指標幾乎是實用化的常規液態鋰離子電池能量密度的極限。
鋰電池廠商要想進一步提高鋰電的比能量，那么就必須打破現在的嵌入反應機理的束縛,跟其它常規化學電源一樣采用異相氧化還原機理，也就是采用金屬鋰做負極。但是鋰枝晶容易導致短路以及高活性枝晶與液體有機電解液的強烈反應，使問題又回到了鋰離子電池的起始點。
其實，鋰離子電池采用石墨負極的根本原因，正是因為石墨嵌鋰化合物(GIC)避免了金屬鋰枝晶的形成，并且GIC降低了金屬鋰的高活性使得穩定的SEI界面成為可能。所以，基于嵌入反應的鋰離子電池其實是不得已的折衷辦法！
那么有沒有辦法解決金屬鋰的問題呢？理論上，采用固體/聚合物電解質或者在液態電解液添加無機添加劑都有可能緩解鋰枝晶問題，但是在電芯的實際生產和使用上會面臨諸多技術困難，并且限制了工作電壓的進一步提升空間。
只有采用無機固體電解質的全固態鋰離子電池(All-solid-stateLi-ionbattery)才有可能讓基于金屬鋰負極的高能(高電壓)二次電池體系產業化成為可能。日本Toyota(豐田汽車)是國際上全固態電池的領頭羊，Toyota在該領域已經有近20年的研發積累，目前其發展出的原型電池在技術水平上大幅領先其它企業和科研機構。使用金屬鋰負極的全固態二次電池自然是“終極鋰電池”，產業化難度極大。在筆者看來，如果基于金屬鋰負極的全固態鋰電池未來能夠產業化，那將是可以跟常規液體電解質鋰離子電池產業化相提并論的革命性突破。
當下研究得很熱門的鋰硫和鋰空電池是鋰離子電池下一個突破點呢？其實Li-S和Li-Air電池都是老掉牙的體系，只是近些年又被重新包裝熱了起來。對S正極的研究衍生出了兩個方向，一個是高溫的Na-S電池(日本NGK已經有數十年的產業化經驗)，另外一個方向就是目前研究得比較熱門的常溫Li-S電池。
